Tanpa ada pelanggaran terhadap struktur anatomi lain yang terlibat, kita dapat mengatakan bahwa seluruh sistem kardiovaskular ada dengan tujuan melayani kapiler. Pada tingkat ini, pada kenyataannya, pertukaran nutrisi, hormon, antibodi, gas dan semua yang ditransmisikan oleh arus haematik tersebut terjadi. Sel-sel, di sisi lain, sangat bergantung pada kemampuan kapiler untuk memasok semua elemen yang diperlukan untuk metabolisme mereka, sementara pada saat yang sama menghilangkan limbah yang akan meracuni mereka. Tetapi apa yang mengatur bagian ini?
Pertukaran zat dari kapiler ke sel pada dasarnya bisa dari tiga jenis.
A) Yang pertama diwakili oleh difusi . Khas gas, itu mencerminkan pergerakan bersih molekul dari titik konsentrasi terbesar ke konsentrasi yang lebih rendah; aliran ini berlanjut sampai molekul terdistribusi secara seragam di setiap bagian ruang yang tersedia. Mayoritas pertukaran antara plasma dan cairan interstitial terjadi melalui difusi sederhana, yang melibatkan zat-zat seperti ion, molekul PM rendah, asam amino, glukosa, metabolit, gas, dll; namun mereka tidak menyaring molekul dengan berat molekul lebih dari 60kD, seperti protein besar dan sel darah (putih, sel darah merah, dll.). Secara khusus, zat yang larut dalam lemak melewati membran plasma dan pertukaran dibatasi oleh kecepatan aliran darah; yang larut dalam air, di sisi lain, melewati pori-pori kecil dan alirannya diatur oleh lebar pori-pori ini dan oleh jari-jari molekul yang dipertimbangkan.
Mekanisme difusi menjadi kurang efisien dengan adanya edema, karena jumlah cairan interstitial yang tinggi meningkatkan jarak antara jaringan dan kapiler.
B) Jenis kedua pertukaran diberikan oleh sistem filtrasi-reabsorpsi, yang - juga dikenal sebagai aliran massa - terutama mengatur perjalanan cairan. Jika arah aliran berorientasi ke luar kapiler kita berbicara tentang penyaringan, sedangkan ketika diarahkan ke interior kita berbicara tentang penyerapan.
Pengaturan aliran ini tergantung pada tiga faktor: tekanan hidrolik atau hidrostatik, tekanan onkotik atau koloid-osmotik dan permeabilitas dinding kapiler.
- Beberapa baris yang lalu kita ingat bahwa tekanan hidrostatik pada ujung arteri kapiler sekitar 35 mm Hg, sedangkan pada ujung vena sekitar setengah. Nilai-nilai ini mencerminkan tekanan lateral yang diberikan oleh aliran darah, yang cenderung mendorong cairan keluar melalui dinding kapiler itu sendiri. Sebaliknya, tekanan hidrostatik yang diberikan oleh cairan pengantara (diperkirakan 2 mm Hg), lebih disukai jalur yang berlawanan, menekan dinding kapiler dan mendukung masuknya cairan di dalamnya.
- Faktor kedua, tekanan onkotik, sangat tergantung pada konsentrasi protein dalam dua kompartemen. Ini, pada kenyataannya, memiliki komposisi yang sangat mirip, kecuali untuk protein plasma, yang hampir tidak ada dalam cairan interstitial. Tekanan onkotik mewakili gaya yang mengatur aliran air dengan difusi sederhana dari "secara protein" yang kurang terkonsentrasi ke kompartemen yang lebih terkonsentrasi, melalui membran semipermeabel yang ditempatkan di antara mereka (yang memungkinkan air melewatinya tetapi tidak dari protein yang ada di dalamnya) dan diberikan, dalam hal ini, oleh dinding kapiler.
Tekanan onkotik yang diberikan oleh protein yang ada dalam darah sama dengan 26 mm Hg, sedangkan dalam cairan interstitial hampir dapat diabaikan.
- Faktor ketiga dan terakhir diwakili oleh konduktansi hidrolik, yang mengekspresikan permeabilitas air dari dinding kapiler. Ukuran ini bervariasi sesuai dengan karakteristik morfologis kapiler (misalnya, lebih besar pada yang fenestrasi, khas ginjal).
Tiga elemen ini diartikulasikan dalam hukum Starling:
Pertukaran kapiler tergantung pada konduktansi hidraulik yang konstan dikalikan dengan perbedaan antara gradien tekanan hidrostatik dan gradien tekanan colloidosmotic.
HUKUM BINTANG Jv = Kf [(Pc - Pi) - σ (ppc-ppi)]
Pada ujung arteri kapiler kita akan memiliki tekanan filtrasi bersih:
| [(35 - (- 2)] - (25-0) = 12 mm Hg | tekanan ini menyebabkan pelepasan cairan dan metabolit hadir dalam darah (terjadi penyaringan) |
Di sepanjang lorong di kapiler, kecepatan dan tekanan hidrolik berkurang karena gesekan. Tekanan onkotik cenderung tetap sama, kecuali ketika dinding kapiler cukup permeabel terhadap protein dengan berat molekul rendah. Karakteristik ini memiliki dampak penting, karena mengurangi tekanan onkotik kapiler, meningkatkan yang interstitial. Untuk memperhitungkan kemungkinan ini, hukum Laplace dikoreksi dengan memasukkan apa yang disebut koefisien refleksi (σ), sehingga: Jv = Kf [(Pc - Pi) - σ (ppc-ppi)].
Koefisien refleksi bervariasi dari 0 (dinding kapiler yang sepenuhnya permeabel terhadap protein) hingga 1 (dinding kapiler yang tidak tembus terhadap protein).
Pada ujung vena kapiler kita akan memiliki tekanan filtrasi bersih:
| [(15 - (- 2)] - (25-0) = -8 mm Hg | tekanan ini menyebabkan masuknya cairan dan metabolit seluler ke dalam darah (terjadi reabsorpsi). |
CATATAN: tekanan reabsorpsi yang lebih rendah dikompensasi oleh permeabilitas kapiler yang lebih besar ke kepala vena; meskipun demikian, volume yang disaring masih lebih besar dari yang diserap ulang. Faktanya, hanya 90% dari volume yang disaring di ujung arteri diserap kembali ke yang vena; 10% sisanya (sekitar 2 l / d) pulih oleh sistem limfatik, yang mencegah pembentukan edema dengan menuangkannya ke dalam aliran darah.
Nilai tekanan yang ditunjukkan dalam contoh merupakan indikasi dan bukan pengecualian langka. Kapiler yang membentuk glomeruli nefron ginjal, misalnya, cenderung menyaring sepanjang panjangnya, sementara beberapa kapiler yang ada di level mukosa usus hanya menyerap, mengumpulkan nutrisi dan cairan.
C) Mekanisme ketiga disebut transcytosis dan bertanggung jawab untuk pengangkutan beberapa molekul dengan berat molekul tinggi, seperti protein tertentu yang, setelah dimasukkan ke dalam vesikel oleh endositosis, melewati epitel dan dilepaskan ke cairan interstitial oleh eksositosis.
